Számítógépek és perifériák üzembe helyezése, működés ellenőrzése, számítógépes rendszer összeállítása, hálózati csatlakozása.

Számítógépek és perifériák üzembe helyezése, működés ellenőrzése, számítógépes rendszer összeállítása, hálózati csatlakozása.

A mai (személyi) számítógépek részei és ezek jellemző paramétereinek bemutatása

 Alaplap – formátum: ITX, ATX, BTX
o CPU (Central Processing Unit) – Órajel (Hz), Mag/programszál, Foglalat
o RAM (Random Access Memory) – Frekvencia (Hz), Foglalat (DDR/2/3 / SDRAM), Méret (byte)
o Videókártya (VGA – Video Graphics Array, GPU – Graphics Processing Unit) – RAM, Illesztés (PCIe)
o Hangkártya – Hangkodek (pl. Realtek)
o Hálózati kártya – Illesztés (PCIe), Sebesség (bps), Típus (vezetékes / nélküli)
 Tápegység – Teljesítmény (W)
 Háttértároló (HDD / SSD) – Méret (byte), Frekvencia (Hz)
 Optikai lemezmeghajtó (CD / DVD / BD) – Interfész (IDE / SATA), Sebesség (12x, 14x, stb.)
 Perifériák (monitor, billentyűzet, egér, nyomtató) – Felbontás (pixel, DPI)

Az egyes részek funkciói

A perifériák (I/O, Input/Output, beviteli/kiviteli eszközök) tartják a kapcsolatot a felhasználóval, és más számítógépekkel. Beviteli eszköz például a billentyűzet, az egér, a digitalizáló tábla, a szkenner. Kiviteli eszköz például a képernyő, a nyomtató. Az I/O eszközök irányítását az I/O vezérlőegység végzi.

Az aritmetikai és logikai egységben (ALU) történik az adatok feldolgozása. Ez az egység végzi el az összes számítási feladatot, az összehasonlítási és logikai műveleteket. Az aritmetikai egység ma már egyetlen, áramköri tokban (chipben) foglal helyet a vezérlő áramkörökkel együtt. Ezt nevezzük mikroprocesszornak.
A vezérlő egység (CU) feladata pedig az önállóan működő részegységek munkájának összehangolása. Például: adott időpontban kell indítani egy műveletet, meg kell határozni, hogy ki végezzen el egy műveletet, ki ellenőrizze azt, stb.
A regiszter (register) processzorba beépített nagyon gyors elérésű, kisméretű memória. A regiszterek addig (ideiglenesen) tárolják az információkat, utasításokat, amíg a processzor dolgozik velük. A mai gépekben 32/64 bit méretű regiszterek vannak. A processzor adatbuszai mindig akkorák, amekkora a regiszterének a mérete, így egyszerre tudja az adatot betölteni ide. Például egy 32 bites regisztert egy 32 bites busz kapcsol össze a RAM-mal.
A buszvezérlő irányítja a regisztert és más adattárolókat összekötő buszrendszer. A busz továbbítja az adatokat.
A cache (gyorsítótár) a processzorba, vagy a processzor környezetébe integrált memória, ami gyors rendszermemóriaelérést tesz lehetővé azoknak a programrészeknek és adatoknak előzetes beolvasásával, amikre közvetlenül szüksége lehet.

A CPU-t (Central Processing Unit) az előbbiek (a perifériák kivételével) közösen alkotják. Jellemzői:
 sebesség (órajel): a processzor műveleti sebességét határozza meg
 architektúra: a memóriacímzésre használt bitek kitevője. Általában 32-bit (x86), vagy 64-bit (x64). Ez azt jelenti pl. hogy a processzor 264 bájtnyi memóriát tud kezelni.
 magok száma: a magok olyanok, mintha egy-egy teljesen új processzorok lennének, párhuzamos futtatási lehetőséggel

A memória a számítógép központi tára.

 A RAM (Random Access Memory, véletlen hozzáférésű memória) írható és olvasható memória. Operatív memóriaként használjuk, vagyis itt tárolódnak a futó programok és a futáshoz szükséges adatok. Fontos jellemzője, hogy energiaellátás nélkül elfelejti a tartalmát. Frekvenciáját Hz-ben, méretét bájtban adjuk meg.
 A ROM-ban (Read Only Memory, csak olvasható memória) tárolódik el többek között a BIOS. Korábban csak olvasható memória volt, amit a gyártó írt bele. Idővel aztán megjelentek az egyszer programozható ROM-ok (PROM). Az ilyen memóriákat már üresen gyártották, majd egy úgynevezett égető eszköz segítségével akár otthon is bele lehetett írni a tartalmát. Ma már ez is újraírható. Áramellátás nélkül is megőrzik tartalmukat.
 A Swap, más néven a virtuális memória a háttértárból lefoglalt terület, amit a gép a memória megtelése után vesz igénybe.

A pendrive-ok, memóriakártyák, és SSD-k félvezető alapon működnek, újraírhatók, és mechanikus társaikhoz képest mérföldekkel gyorsabbak. Ez érthető is a párhuzamos elérés miatt, miután pl. egy merevlemez csak az olvasófejek számával tud egyszerre olvasni, és a tányért mindig forgásban kell tartania, míg az SSD forgó alkatrész hiányában gyorsan tud lekérdezni.

A háttértárolók (HDD – Hard Disk Drive, SSD – Solid State Drive) végzik a programok, és adatok tárolását. Nagy méretük, és lassúságuk (főleg HDD) jellemző. Frekvenciájukat Hz-ben, méretüket bájtban adjuk meg.

Buszrendszer: a CPU operatív tárhoz, ill. periféria vezérlőkhöz való kapcsolásáért felel.
A buszvezérlő irányítja a regisztert és más adattárolókat összekötő buszrendszer.
Busz alatt olyan azonos feladatot ellátó vezetékcsoportot értünk, mely egyes vezetékein csak két feszültségszint jelenhet meg (ált. 0 és 5 V), tehát egy bit továbbítható. A busz méretét vezetékeinek száma határozza meg.
 adatbusz: adatok, műveleti kódok szállítása
 címbusz: háttértár, perifériák címei
 vezérlőbusz: buszkommunikáció, megszakítások, órajel vezérlése
Interfészek: fizikailag és logikailag összekötik a CPU-t és a perifériákat. (pl. soros port - PS/2, PCIe, SATA)

Tápegység: 230V-ről 5V (adatszállítás), ill. 12V-ra (forgó alkatrészek, perifériák) transzformál.

Jellemző paramétere a teljesítménye (W)

Hűtés: a CPU, ill. az egyéb alkatrészek működési hőmérsékleten tartásáért felel. (pl. léghűtés, vízhűtés, folyékony nitrogénes hűtés – quantum számítógép)

Ház: A számítógép alkatrészeit védi a mechanikai sérülésektől

A perifériák jelentősége, csoportosítása (bemeneti és kimeneti eszközök)
Periféria: A periféria (Input/Output, vagy I/O) egy hardver, amivel a gazdagép képességeit bővítjük. Szűkebb értelemben használva azon eszközökre értendő, amelyek opcionális természetűek, szemben azokkal, melyekre vagy minden esetben igény van, vagy elengedhetetlen fogalmi alapkövetelmény jelenlétük. Általában azokat az eszközöket értjük alatta, melyek külsőleg csatlakoznak a gazdagéphez, tipikusan egy számítógépes buszon keresztül, mint például az USB.
Csoportosításuk az információ áramlási iránya alapján történik. Ez alapján megkülönböztetünk bemeneti (input) és kimeneti (output) eszközöket. Léteznek még be- és kimeneti perifériák (pl. háttértárak, hálózati eszközök).

INPUT:
 billentyűzet: lásd lent
 egér: lásd lent
 touchpad: laptopok, notebookok; érintésérzékeny felület
 érintőképernyő (touchscreen): okostelefonok, tabletek megjelenése
 grafikus tábla: rajzolás, mérnöki munkák (tervrajzok)
 joystick (botkormány); kormány + pedál; Xbox konzol: játékoknál
 szkenner (lapolvasó, scanner): síkágyas-, kézi-; DPI (dot-per-inch; 600-1200-2400); színmélység; optikai karakterfelismerő (OCR: optical character recognition)
 mikrofon: hangfelvétel; nettelefon (VoIP)
 webkamera: valós idejű képrögzítés; nettelefon (VoIP)
OUTPUT:
 képernyő (monitor, screen, display): lásd lent
 nyomtató (printer): lásd lent
I/O:
 háttértárak: lásd lent

A főbb perifériák bemutatása és jellemző paraméterértékei

monitor, nyomtató, háttértárak, egér, billentyűzet
 monitor: output; szabványos (standard) kimeneti periféria; méretarányok (4:3, 16:9, 16:10); méretüket inchben, felbontásukat pixelben mérik; katódsugárcsöves, LCD, TFT, plazma, LED
 nyomtató: output; WYSIWYG (What you see is what you get - azt kapod, amit látsz) szabvány; Mátrix, tintasugaras, lézer, hő
 háttértárak: input és output is; kezdeti 10 Mb-os helyett ma már 4 TB-os kapacitásúak is léteznek; méret (3.5, 2.5), sebességük nagymértékben nőtt (SSD megjelenése)
 egér: input; grafikus felület; mechanikus (golyós)-, optikai (/ lézeres) egér; TrackBall; vezetékes / vezeték nélküli (2,4GHz, Bluetooth); érzékenység (DPI); gombok száma
 billentyűzet: input; billentyűk száma; billentyűzetkiosztás nyelve; numerikus blokk; váltógombok (Schift, Ctrl, Alt); FN-billentyűk; ergonomikus billentyűzet

A számítógép részeinek és a perifériáinak fizikai karbantartása (tisztítása, szállítása, tárolása)
A tápegység ventillátora a levegővel együtt a port is beszívja a gépházba, ahol az leülepszik az alkatrészekre. A porréteg, ha lecsapódik rajta a pára, akár rövidzárlatot is okozhat. Ezért indokolt - a körülményektől függő időközönként - kitisztítani a gépházat. Nagyszerű megoldást kínál egy sűrített levegős palack.

A (személyi) számítógépek részeinek összekapcsolása, és a számítógép üzembe helyezése

Saját magunknak épített gépeknél figyelnünk kell a perifériák helyes csatlakoztatására, összeszerelt gép (vagy notebook) vásárlásakor a gyártó mellékelt útmutatója (quick start guide) alapján járjunk el. Ez általában a (táp)hálózathoz való csatlakozásból, külső perifériák (monitor, billentyűzet, egér) csatlakoztatásából és a bekapcsoló gomb megnyomásából áll.

Az üzembe helyezés és biztonságos működtetés feltételei

Ügyelni kell a megfelelő tápegység választására (erős géphez nagyobb teljesítmény kell), megfelelő hűtésre, nem ajánlott túl melegben, kis helyen futtatni a gépet órák hosszat. Vihar, villámlás esetén érdemes azonnal kikapcsolni és menteni mindent, feltéve, ha nincs megfelelő túlfeszültségvédelemmel ellátva a hálózatunk.

A hálózatok kialakításának jelentősége

A hálózatok a szerverek, személyi számítógépek és munkaállomások közti kommunikációt valósítják meg.

A helyi hálózatok előnyei:
 közös erőforrás-használat (nyomtatók, háttértárak)
 háttértár megosztása (megszabható hogy melyik felhasználó mihez férhet hozzá)
 nincs szükség önálló háttértárra, a szerveré elég lehet (BOOT-EPROM: gondoskodik a háttértár nélküli munkaállomások rendszerfájlainak betöltéséről)
 gyors adatátvitel
 nagyobb teljesítmény (a megosztott erőforrások miatt)
 többfelhasználós adatbázis-használat

A hálózatok csoportosítása kiterjedtség szerint

 PAN: személyi hálózat, Personal Area Network – hálózat egy személynek (pl. egér-PC kapcsolat)
 LAN: helyi hálózat, Local Area Network – hálózat egy telephelynek (pl. otthoni/iskolai hálózat)
 MAN: városi hálózat, Metropolitan Area Network – hálózat egy nagyvárosnak, a város LAN-jainak összekapcsolása
 WAN: nagy kiterjedésű hálózat, Wide Area Network – hálózat nagy területek lefedésére MAN-ok, LAN-ok és PAN-ok összekapcsolásával (maga az internet)

A hálózatok topológiája, a topológiák jellemzése
Hálózati modellek (a hálózat tagjainak hierarchiája):
 Kliens-szerver modell (Ügyfél-kiszolgáló): A szerverek szolgáltatásokat nyújtanak a munkaállomások (kliensek) részére. (pl. WWW)
 Host-terminal modell (Elosztott hálózat): A host végez el minden feladatot, futtatja a programokat. A terminálok csak beviszik és megjelenítik az adatokat. (pl. SSH)
 Peer to peer (P2P) modell (Egyenrangú gépek hálózata): Minden gép szerver és munkaállomás is egyidejűleg. (pl. Torrent)

Hálózati topológiák (az összeköttetés fizikai rendszere):

 SÍN: Minden elem egy kábelre van felfűzve, mely a két végén lezáró elemmel van ellátva Az elrendezés hátránya, hogy vonalszakadás esetén az egész hálózat használhatatlanná válik.
 GYŰRŰ: A hálózat elemei olyan átviteli közeghez kapcsolódnak, melynek eleje és vége ugyanaz, vagyis egy kört alkot. Ennek mentén az adatcsomag körbefut, míg el nem éri a címzettet. Előnye, hogy egyszeres vonalszakadás esetén a hálózat nem válik használhatatlanná és nincs leterhelt központi csomópont. Nagyobb hálózatok esetében kétszeres gyűrűt szoktak alkalmazni a biztonság növelése érdekében.
 CSILLAG: Egy központi vezérlő (HUB) kapcsolja össze a két kommunikálni kívánó gépet. Ezen minden jel kötelezően áthalad, mielőtt elér a rendeltetési helyére. A kapcsolat létrejötte után a hálózat úgy működik, mintha közvetlen kapcsolatban lenne a két gép. Az elrendezés előnye, hogy vonalszakadás esetén csak az adott gép válik használhatatlanná, és nem az egész hálózat. A többi gép továbbra is tud kommunikálni egymással. Hatásos, de drága megoldás.
 FA: Minden számítógép csak egy útvonalon érhető el. Egy hiba egy egész alhálózatot tönkretehet.

A hálózati kialakításhoz szükséges eszközök, ezek jellemzői

(hálózati közeg, hálózati kártya, kapcsolók, útválasztók, jelerősítők)

 szerver: nagy teljesítményű, tárolókapacitású és folyamatos üzemű számítógépek, melyek szolgáltatásokat nyújtanak a többi gép számára
 kliens (munkaállomás): az a számítógép mely igénybe veszi a hálózati szolgáltatásokat
 hálózati adapterkártyák: kapcsolatot létesít az adatátviteli közeg és a PC között
 hálózati protokoll: az adatátvitel szabályai
 modem: kapcsolat telefonvonalon keresztül
 HUB: elosztók, a kapott jelet a megfelelő címre továbbítja (pl. csillag topológiánál)
 bridge: hálózatok összekapcsolására használják (fizikailag eltérő hálózatokra is), a kapott adatot az adott hálózat adott címére továbbít; két hálózat között csak egy híd lehet
 router: útválasztók, forgalomirányítók, melyek az azonos hálózati protokollt használó hálózatok csomópontjai közötti lehetséges útvonalak közül megpróbálják a legideálisabbat kiválasztani. Az elküldött üzenet rendelkezik a tényleges címmel és fel van tüntetve az odavezető út címsorozata is. Ez a cím folyamatosan változik,
ahogy az üzenet csomópontról csomópontra halad. Ők osztják ki az IP-címeket is.
 gateway: egymástól teljesen különböző hálózatok összekapcsolására használt rugalmas hálózati elem, melynél a protokollok is különbözhetnek a hálózati rétegekben. A gateway minden átalakítást (üzenet-, cím- és protokoll átalakítás) elvégez a két rendszer között.
 koaxiális kábel: kábel alapú hálózatoknál az elemek összekapcsolásának módja. Egy középső vastag rézdrótból, és egy azt burkoló vékonyabb árnyékolóköpenyből áll. A köpeny feladata a külső elektromos zajok kiszűrése, és így a belső vezetéken áramló jelek megóvása.
 UTP: Unshielded Twisted Pair, egy (ált.) árnyékolatlan, csavart érpáras hálózati kábeltípus
 Wi-Fi: vezeték nélküli mikrohullámú kommunikációt (WLAN) megvalósító, széleskörűen elterjedt szabvány
 Switch: aktív PC-s hálózati eszköz, amely a rá csatlakoztatott eszközök között adatáramlást valósít meg